นาฬิกา

การที่มนุษย์พยายามจะวัดเวลาให้ละเอียดแม่นยำขึ้นเรื่อย ๆ เช่นการประดิษฐ์นาฬิกาอะตอมรุ่นใหม่นั้น มีราคาที่จะต้องจ่ายแลกมาโดยไม่รู้ตัว ซึ่งต้นทุนของการกระทำดังกล่าวอาจเป็นภาวะปั่นป่วนไร้ระเบียบของจักรวาลที่เพิ่มสูงขึ้นก็เป็นได้

ทีมนักฟิสิกส์จากสหราชอาณาจักรและออสเตรียรายงานการค้นพบในวารสาร Physical Review X ว่าได้ทดลองสร้างนาฬิกาขนาดจิ๋วที่ควบคุมระดับความเที่ยงตรงได้ โดยใช้แผ่นเยื่อซิลิคอนไนไตรด์หนา 50 นาโนเมตร ซึ่งจะสั่นขึ้นลงเมื่อได้รับกระแสไฟฟ้า

หากแผ่นเยื่อดังกล่าวขยับตัวขึ้นและลง 1 รอบ ผู้วิจัยจะนับว่านั่นคือการเดินของเข็มนาฬิกา 1 ครั้ง ส่วนค่าความเที่ยงตรงแม่นยำของนาฬิกานี้ ขึ้นอยู่กับช่วงเวลาระหว่างการขยับแต่ละครั้งว่าทิ้งช่วงห่างอย่างสม่ำเสมอหรือไม่

เมื่อลองปรับให้นาฬิกาเดินด้วยค่าความเที่ยงตรงสูงขึ้น ทีมผู้วิจัยพบว่ามีความร้อนเกิดขึ้นในระบบมากกว่าเก่า ซึ่งจะผลักให้อนุภาคต่าง ๆ ที่อยู่โดยรอบชนปะทะกันสับสนอลหม่าน ทำให้ค่าเอนโทรปี (Entropy) หรือความไร้ระเบียบภายในระบบเพิ่มสูงขึ้นตามไปด้วย

ดร. นาตาเลีย อาเรส หนึ่งในทีมผู้วิจัยจากมหาวิทยาลัยอ็อกซ์ฟอร์ดบอกว่า การพยายามวัดเวลาให้แม่นยำยิ่งขึ้น เท่ากับเพิ่มพลังงานชนิดที่เป็นระเบียบลงไปในระบบ ทำให้มันถูกแปลงเป็นเอนโทรปีหรือความปั่นป่วนที่เพิ่มสูงขึ้นเรื่อย ๆ ซึ่งหากความไม่เป็นระเบียบในจักรวาลมีสูงมากเกินกว่าจะแก้ไขให้คืนสภาพเดิม จักรวาลก็อาจถึงกาลล่มสลายได้

“แต่พวกเราไม่ควรจะวิตกกังวลกับเรื่องนี้ เพราะค่าเอนโทรปีมีเพิ่มขึ้นจากการทดลองวัดเวลาเพียงเล็กน้อยเท่านั้น” ดร. อาเรสกล่าว

นาฬิกา

ทีมผู้วิจัยยังตั้งข้อสังเกตว่า ปรากฏการณ์ที่ค่าเอนโทรปีสูงขึ้นระหว่างที่พวกเขาพยายามวัดเวลาให้เที่ยงตรงกว่าเดิม สอดคล้องกับแนวคิด “ลูกศรแห่งเวลา” (arrow of time) ซึ่งชี้ว่าเวลาเดินไปข้างหน้าเท่านั้นและไม่ย้อนกลับไปหาอดีตอย่างเด็ดขาด เนื่องจากผลรวมของเอนโทรปีในจักรวาลเพิ่มสูงขึ้นอยู่โดยตลอด จนไม่อาจทำให้ภาวะปั่นป่วนในปัจจุบันกลับคืนสู่ความเป็นระเบียบดังเดิมได้

การค้นพบครั้งนี้นอกจากจะเพิ่มพูนความเข้าใจเรื่องความเหมือนและความต่าง ระหว่างโลกของฟิสิกส์ระดับอนุภาคกับฟิสิกส์แบบดั้งเดิมในเชิงอุณหพลศาสตร์และเวลาแล้ว ยังสามารถนำไปประยุกต์ใช้สำหรับประดิษฐ์นาฬิกาแห่งอนาคตที่แม่นยำสูง เช่นนาฬิกาที่ใช้กับคอมพิวเตอร์ควอนตัม ซึ่งต้องคำนึงถึงความเที่ยงตรงและอุณหภูมิภายในไปพร้อมกันด้วย

ที่มา https://www.bbc.com/thai

ติดตาม ข่าวด่วนออนไลน์ ได้ที่เว็บไซต์ www.thairathdayonline.com

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *